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1

ÍNDICE DE Contenido PRESENTACIÓN ............................................................................................................................................ 5

CONTRIBUCIÓN DE LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS EN EL APRENDIZAJE DE LA

FÍSICA. .............................................................................................................................................................. 6

FUNDAMENTOS EPISTEMOLÓGICOS Y PEDAGÓGICOS. ............................................................. 7

TEMA 1 .......................................................................................................................................................... 10

OPERACIONES ARITMÉTICAS CON NÚMEROS REALES .......................................................... 10

1.1 Cuadro sinóptico de operaciones aritméticas ....................................................................... 11

1.2 Ejemplos resueltos ............................................................................................................................ 12

1.3. ACTIVIDADES EN CLASE ............................................................................................................... 15

1.4 EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................. 17

1.5 EVALUACIÓN .................................................................................................................................... 18

1.6. Ejercicio de aplicación de las operaciones aritméticas en la física .............................. 20

TEMA 2 .......................................................................................................................................................... 25

ÁLGEBRA ...................................................................................................................................................... 25

2.1. Operaciones con expresiones algebraicas ............................................................................. 26

2.1.1 Suma de polinomios ..................................................................................................................... 26

2.1.2. Resta de polinomios .................................................................................................................... 26

2.1.3. Multiplicación de polinomios .................................................................................................. 27

2.1.4 Actividad en Clase ......................................................................................................................... 28

2.2 Funciones .............................................................................................................................................. 29

2.2.1. Función lineal ................................................................................................................................. 29

2.2.2. Gráfica de una función lineal y una función afín .............................................................. 30

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2.2.3. Significado de los términos la función lineal. .................................................................... 30

2.2.4. Evaluación de la función lineal ................................................................................................ 30

2.2.5. Pendiente de la recta ................................................................................................................... 31

2.2.6. Las funciones con relación a la pendiente se pueden clasificar en tres tipos: ..... 33

2.2.7. Ecuación de la recta ..................................................................................................................... 33

2.2.8. Rectas paralelas y rectas perpendiculares. ........................................................................ 35

2.2.9. Función cuadrática ....................................................................................................................... 37

2.2.10. Evaluación de una función cuadrática ............................................................................... 37

2.2.11. Gráfica de una función cuadrática ....................................................................................... 38

2.2.12. Raíces de una función cuadrática ........................................................................................ 39

2.2.13. ACTIVIDADES EN CLASE ......................................................................................................... 41

2.2.14. EJERCICIOS PROPUESTOS ...................................................................................................... 43

2.2.15 EVALUACIÓN ................................................................................................................................. 45

2.2.16. Ejercicio de física con la aplicación de funciones, pendiente de la recta, ecuación

de la recta. 46

2.2.17. ECUACIONES ................................................................................................................................ 49

2.2.18. Pasos para resolver ecuaciones de primer grado. ........................................................ 49

2.2.19. Trucos para resolver ecuaciones de primer grado. ...................................................... 49

2.2.20. Ecuaciones de segundo grado ............................................................................................... 50

2.2.21. Pasos para resolver ecuaciones de segundo grado. ..................................................... 50

2.2.22. Factorización Simple ................................................................................................................. 50

2.2.23. Formula Cuadrática. .................................................................................................................. 51

2.2.24. Sistema de ecuaciones .............................................................................................................. 53

2.2.25. ACTIVIDAD EN CLASE N.-2 .................................................................................................... 55

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2.2.26. EJERCICIOS PROPUESTOS. ..................................................................................................... 57

2.2.27. EVALUACIÓN ................................................................................................................................. 58

2.2.28. Ejercicios de Física con la Aplicación de Resolución de Ecuaciones ..................... 59

TEMA 3

TRIGONOMETRÍA Y GEOMETRÍA ...................................................................................................... 61

3.1ÁNGULOS..................................................................................................................................................63

3.2. Conversión de medidas de ángulos .......................................................................................... 64

3.3. Equivalencias entre grados sexagesimales y radianes ..................................................... 64

3.4. Teoremas de ángulos ...................................................................................................................... 65

3.5. FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS.............................................................................................. 65

3.6. Funciones Trigonométricas de Ángulos Característicos. ................................................. 67

3.7. Resolución de triángulos rectángulos ...................................................................................... 67

3.8, Pasos para resolver un triángulo rectángulo cuando se conoce el valor de un lado y

un ángulo. 67

3.9. Pasos para resolver un triángulo rectángulo cuando se conoce 2 lados. .................. 69

3.10. Teoremas de triángulos .............................................................................................................. 72

3.11ACTIVIDAD EN CLASE .................................................................................................................. 73

3.12.EVALUACIÓN. ................................................................................................................................... 75

3,13. Ejercicio de física en el bloque curricular movimiento en dos dimensiones con la

aplicación de la trigonometría. ........................................................................................................... 76

3.14. EJERCICIOS PROPUESTOS.......................................................................................................... 79

TEMA 4 .......................................................................................................................................................... 81

EJERCICIOS PROPUESTOS DE APLICACCIÓN DE LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS

BÁSICOS EN FÍSICA (MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES) ................................................ 81

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4.1Ejercicios propuestos de aplicacción de las operaciones aritméticas en física

(movimiento en dos dimensiones) .................................................................................................... 81

4.2. Ejercicios propuestos de aplicacción de álgebra en física(movimiento en dos

dimensiones) .............................................................................................................................................. 84

4.3. Ejercicio propuesto de aplicaccion de trigonometría y geometría en física

(movimiento en dos dimensiones) .................................................................................................... 87

5. EVALUACIÓN FINAL............................................................................................................................ 90

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................ 93

6.ANEXO ........................................................................................................................................................ 94

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Presentación

Los fundamentos matemáticos son importantes para el aprendizaje de la física, ya que

la física estudia la naturaleza y la matemática permite expresar los resultados.

La unidad cero “Lenguaje de la Física” contiene los fundamentos matemáticos

necesarios para el aprendizaje de la física, explicando de manera fácil, desarrollando

las destrezas por medio de actividades, tareas en clase, ejercicios resueltos y

propuestos para que los estudiantes de bachillerato pueden consolidar los

conocimientos matemáticos y desarrollar con facilidad los ejercicios de física en bloque

curricular movimiento en dos dimensiones.

El currículo plasma en mayor o menor medida las intenciones educativas del país, se

señalan las pautas de acción u orientaciones sobre cómo proceder para hacer realidad

estos objetivos y demostrar que efectivamente se han alcanzado. Un currículo sólido,

bien fundamentado, técnico, coherente y ajustado a las necesidades de aprendizaje de

la sociedad de referencia, junto con recursos que afirmen las condiciones mínimas

necesarias para el mantenimiento de la continuidad y la coherencia en la acumulación

de las intenciones educativas garantizan procesos de enseñanza y aprendizaje de

calidad. (EDUCACIÓN, 2009)

Se aspira que al insertar la unidad cero en los contenidos del currículo de física, se

resuelva un problema educativo y se logre que los estudiantes de primero de

bachillerato mejoren su rendimiento académico en dicha asignatura.

Así como también se pretende que sea una guía para el docente, con la finalidad de

reforzar los conocimientos matemáticos y mejorar la destreza de resolución de

ejercicios de física en el bloque curricular movimiento en dos dimensiones.

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contribución de los fundamentos matemáticos básicos

Para el aPrendizaje de la física.

Empiezo mencionando la frase de Galileo Galilei: “El libro de la naturaleza está escrito

en el lenguaje matemático”, con ella sintetizo la importancia de mi trabajo investigativo

y la creación de la unidad cero Lenguaje de la física.

En primer año de bachillerato los estudiantes tienen mayor conciencia de la

importancia de las matemáticas, siendo el año en que de acuerdo a su currículo inician

con la signatura de física y los estudios realizados revelan la aplicación concreta de la

matemática en la física.

La física utiliza símbolos para predecir los parámetros importantes de un fenómeno

natural y las matemáticas ofrecen un apoyo para formular sus resultados.

Los conocimientos fundamentales para el aprendizaje de la física son: aritmética,

algebra, trigonometría incluso cálculo para solventar el porqué de un fenómeno. Y la

destreza de su resolución depende de sus conocimientos en matemáticas.

Los componentes del perfil de salida del bachillerato, propagan las características

disciplinares y tienen un carácter integrador; cubren un conjunto de capacidades que

aseguran un desarrollo integral y pleno de los estudiantes. Estos componentes se

enlazan con tres valores fundamentales: justicia, innovación y solidaridad. Por tal

razón con la creación de la unidad cero” Lenguaje de la física” se busca que los

estudiantes tengan conocimientos sólidos que les permita resolver ejercicios con

facilidad en la Asignatura de Física contribuyendo así, para que los estudiantes lleguen

a cumplir con el perfil de salida del bachillerato que plantea el Ministerio de Educación

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fundamentos ePistemológicos y Pedagógicos.

Lucero Álvarez Miño manifiesta en el resumen de su artículo científico “La física es

considerada un área del conocimiento cuyo lenguaje es la matemática”. (Miño, 2016)

Leonor Colombo de Cudmanimanifiesta” Nuestraexperiencia como profesoresde Física y formadores defuturos profesores nosllevaba a intuir suimportancia para favorecerel aprendizaje y la enseñanzade la disciplina así comopara la formación eninvestigación”.

Bunge (1958), quiensostiene que el conocimientocientífico es fáctico, analítico,especializado, claro ypreciso, comunicable,predictivo, verificable,metódico y sistémico.

• Khun (1962), quienatribuye importancia a losfactores sociológicos en laproducción de conocimientocientífico, considerando quelos paradigmas pueden sersusceptibles de cambio yrefutando la visiónacumulativa y gradual de laciencia.

Morin (2007), quienconsidera que todoconocimiento constituye almismo tiempo construccióny reconstrucción a partir deseñales, signos y símbolos, ydel contexto planetario.

En cuanto al fundamentopedagógico.

Ausubel postula en su teoríadel conocimiento que losconocimientos previos sonimportantes para poderllegar a un aprendizajesignificativo del nuevoconocimiento, desde elenfoque constructivista,crítico y reflexivo, laenseñanza de la todas lasciencias, persiguen elaprendizaje significativo y laconstrucción de conceptosnuevos a partir de losconocimientos yexperiencias previas de losestudiantes. Lapersonalización delaprendizaje del área deFísica está relacionada con elconocimiento de lasfortalezas y debilidades decada estudiante, la aplicaciónde la evaluación formativa, eldesarrollo de habilidadescientíficas y cognitivas pormedio de estrategias,técnicas e instrumentosadecuados, adaptados a losdiversos ritmos, estilos deaprendizaje y contextos.

FU

ND

AM

EN

TO

S

EP

IST

EM

OL

ÓG

IC

OS

FU

ND

AM

EN

TO

S P

ED

AG

ÓG

IC

OS

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ESQUEMA DE

LA UNIDA CERO

"LENGUAJE DE LA FÍSICA"

En el planteamientode la unidad cero“LENGUAJE DE LAFÍSICA” seestablecieron 5temas, los mismosque se articulan conlas destrezas concriterios dedesempeño consecuencia, orden yprogresividad, deacuerdo con elbloque curricularMovimiento en dosdimensiones.

Es necesario aclararque la unidad ceroLenguaje de la físicano se refiere a laenseñanza global dela matemática, sudiseño responde ados objetivosimportantes:proporcionar unaprendizajesignificativo en elbloque curricularmovimiento en dosdimensiones, asícomo reforzar losfundamentosmatemáticos básicosy más que nadanecesarios, parapoder resolverejercicios delmovimientos en dosdimensiones deforma clara y lógica.

NUMEROS REALES

Operaciones aritméticas

Supreción de signos de agrupación

ALGEBRA

Operaciones Algebraicas

Funciones

Función Lineal

Función afín

Pendiente de la recta.

Ecuación de la recta

Función cuadrática

Ecuaciones de primer y segundo grado

Sistema de ecuaciones

TRIGONOMETRÍA Y GEOMETRÍA.

Ángulos

Tipos de ángulos

Teoremas de ángulos

Conversión de medidas de ángulos

Funciones Trigonométricas

Funciones trigonométricas de ángulos notables

Resolución de triángulos rectángulos

Teoremas de Triángulos

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Reforzar los fundamentosmatemáticos básicos para mejorar elaprendizaje de la física en el bloquecurricular movimiento en dosdimensiones en los estudiantes deprimer año de bachillerato.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Fortalecer losconocimientos sobre laresolución de operacionesaritméticas, para mejorar elaprendizaje de la física en elbloque curricularmovimiento en dosdimensiones en losestudiantes de primer añode bachillerato.

Retroalimentar losconocimientos sobreoperaciones algebraicas yresolución de ecuaciones,para mejorar el aprendizajede la física en el bloquecurricular movimiento en dosdimensiones en losestudiantes de primer año debachillerato.

Fortificar los conocimientos detrigonometría, para mejorar elaprendizaje de la física en elbloque curricular movimientoen dos dimensiones en losestudiantes de primer año debachillerato.

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tema 1 OPERACIONES ARITMÉTICAS CON NÚMEROS REALES

Fuente: Elaborado por Carlos tenorio

DESTREZA CON

CRITERIO DE

DESEMPEÑO

CRITERIO DE EVALUACIÓN VALOR

Realizar operaciones combinadas en Z aplicando el orden de operación, y verificar resultados utilizando la tecnología.

CE.M.4.1. Emplea las relaciones de orden, las propiedades algebraicas (adición y multiplicación), las operaciones con distintos tipos de números (Z, Q, I).

Puntualidad

Fuente. Currículo 2019 del Ministerio de Educación Elaborado por: Gabriela Veloz

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1.1 CUADRO SINÓPTICO OPERACIONES ARITMÉTICAS

Elaborado por: Gabriela Veloz

OP

RA

CIO

NES

AR

ITM

ÉTIC

AS

CO

N N

ÚM

ERO

S R

EALE

S

Realizar las operaciones que estén dentro de

los signos de agrupación .

Para suprimir los signos de agrupación debe tomar encuenta .

Se debe suprimir en el siguiente

orden:parentesis, corchetes y llaves.

Si los signos de agrupación son

independientes uno del otro puede

suprimir a la vez.

Si los signos de agrupación

que se van a suprimir se encuentran

precedidos de :

Un número debe suprimir multiplicando el número por los números que se encuentren dentro del signo de agrupación.

Un signo + debe suprimir sin cambiar de signo a los

números que se encuentren dentro del signo de

agrupación.

Un signo - debe suprimir cambiando de signo a los

números que se encuentren dentro del signo de

agrupación.

Resolver potencias y raices

Para las potencias

debe tomar encuenta:

Si la base es negativa

Y el exponente par la potencia es

positiva

Y el exponente impar la potencia

es negativa

Si la base es positiva

La potencia siempre será

positiva.

Para las raices

Si el indice es par

Y el radicando es positivo la raíz es

positiva

Si el indice es impar

La raíz tiene el signo del radicando.

Realizar las multiplicaciones y

divisiones.

De acuerdo al orden que aparezcan.

Realizar las sumas y las restas que aparezcan.

para sumar dos números con el mismo signo suma y conserva el signo, y si son de diferente signo resta y

conserva el signo del número mayor en su valor absoluto

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1.2 Ejemplos resueltos

EJEMPLO 1.2.1

5 – 3 x 2 + 4 – 4 : 2 SOLUCIÓN

Como no hay paréntesis aplicamos el orden de las operaciones: primero se

resuelve las multiplicaciones y divisiones que aparezcan:

5 -3 x 2 + 4 – 4 : 2

Luego de identificar, resolver las operaciones:

5 -3 x 2 + 4 – 4 : 2

5 - 6 + 4 - 2

Sumar y restar para obtener la respuesta:

5 -6 +4 -2 =1

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Ejemplo 1.2.2

(7 +3 ) - (5 x 2) +5 SOLUCIÓN:

Suprimir los signos de agrupación, para ello resolver primero las operaciones que

hay dentro de ellos:

(7 +3 ) - ( 5 x 2 ) + 5

10 - 10 + 5

Sumar y restas. Por tanto, podemos operar de izquierda a derecha y resolvemos la

expresión:

10 - 10 + 5 =5

Ejemplo 1.2.3:

3 x ( 5 x 3 + 6 ) - ( 5 + 12 : 4 ) Suprimir los paréntesis, para lo cual se debe resolver las operaciones que hay

dentro de ellos. ¡Cuidado! Dentro de los paréntesis hay varias operaciones, por eso

tenemos que fijarnos en hacer primero las multiplicaciones y

divisiones dentro de los paréntesis:

3 x ( 5 x 3 + 6 ) - ( 5 + 12 : 4 )

3 x ( 15 + 6 ) - ( 5 + 3 )

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Dentro de los paréntesis hay solo una operación podemos resolverlas:

3 x (15 + 6 ) - ( 5 + 3 )

3 x 21 - 8

Resolver la multiplicación:

3 x 21 - 8

Una vez resuelta la multiplicación podemos resolver la expresión:

63 - 8 = 55

(SÁNCHEZ, 2015)

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1.3. ACTIVIDADES EN CLASE

1. Escriba el orden de las operaciones que debe seguir para resolver los problemas de operaciones combinadas.

Suma y resta

Multiplicación y División

Potenciación

Radicación

2. Una con una línea el orden que debe seguir para suprimir paréntesis.

Corchetes

Llaves

Paréntesis

3

2

1

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga Elaborado por: Gabriela Veloz

Riobamba-Ecuador

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3. Resuelva los siguientes ejercicios

EJERCICIO 3² – 2³(2) + (4)3-8

SOLUCIÓN:

EJERCICIO [(17 − 15)³ + (7 − 12)²] : [(6 − 7) · (12 − 23)]

SOLUCIÓN:

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1.4 EJERCICIOS PROPUESTOS Fuente: Libro de matema tica la lectura del muchacho

a) 26 + 3 · 5 – 16 =

b) 27 + 5 – 45: 5 + 16 =

c) (2 · 3 + 12) (6 − 4) =

d) 3 · 8 + (6 + 5 – 3) – 16: 4 =

e) 1 + 5 · (2 · 3) ³ =

f) 40 − [30 + 6 (19 − 12)] =

g) 5{4 [7 + 4 (5 · 3 − 9)] − 3 (10 − 8)} =

h) (2 − 8) + [5 − (−2)] =

i) 6 − [6 − 2 − (1 − 8) − 3 + 6] + 5 =

j) 12: [6: (− 2)] =

k) [(− 1)5 − (−3) ³]² =

l) (5 + 18 · 2: 6 − 4) · (4: 2 − 3 + 6): (7 − 8: 2 − 2) ² =

m) [(15 − 15)³ + (7 − 12)²] : [(6 − 7) · (12 − 23)] =

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1.5 EVALUACIÓN

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga Riobamba-Ecuador

Elaborado por: Gabriela Veloz

1. Dentro del circulo escriba v si es verdadero o f si es falso en las siguientes expresiones. Cuando sumo dos números negativos la respuesta siempre es negativa. Cuando un signo menos esta precedido de un paréntesis se debe cambiar de signo a todos los números que están dentro del paréntesis. La potencia de un número negativo con exponente par siempre será positiva La raíz de un número negativo cuando el índice es par es siempre negativa.

2. Una con una línea el orden de las operaciones que debe seguir para resolver los problemas de operaciones combinadas.

Suma y resta

Multiplicación y división

Potencia

Radicación

3

4

1

2

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3. Resuelva el siguiente ejercicio

EJERCICIO 4² – 2³(1) + (7)3-9

SOLUCIÓN:

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20

1.6. EJERCICIO DE APLICACIÓN DE LAS OPERACIONES

ARITMÉTICAS EN LA FÍSICA

Ejercicio 1.5.1

Ejemplo 4.6 Esto es verdaderamente un arma. Pág. 82 del libro Serway cuarta

edición. Desde la azotea de un edificio se lanza una piedra hacia arriba a un ángulo de

30 grados con respecto de la horizontal y con una velocidad inicial de 20 m/seg. Como

muestra la figura 4.10. Si la altura del edificio es 45 m. ¿Cuánto tiempo permanece la

pierda en vuelo?

SOLUCIÓN:

vx = v0x = v0 cos ө

vx = v0x = 20 m/seg * cos 30

vx = v0x = 17,32 m/seg

v0y = v0 sen өv0y = 20 m/seg * sen 30 = 20 * 0,5 = 10 m/seg

v0y = 10 m/seg.

vx = v0x

FUENTE: Pág. 82 del libro Serway cuarta edición

Fuente: Elaborado por: Luisa

Corayma y Ana Blanco

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Es importante decir que el sitio donde se inicia el movimiento son las coordenadas

(0,0), de esto se deduce lo que este hacia abajo es negativo y lo que este hacia arriba es

positivo. Por lo anterior la altura del edificio Y = - 45 metros

Y=VOY*t - 𝑔∗𝑡2

2

-45=10*t - 9,8∗𝑡2

2

-45=10t - 4,9t2

Ordeno e igualo a cero la ecuación

- 4,9t2 +10t + 45=0

Multiplico por -1

4,9t2 -10t - 45=0

Aplicar la formula general para determinar el tiempo.

𝑡 =−𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐

2𝑎

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APLICACIÓN DE OPERACIONES ARITMÉTICAS N.-1

𝑡 =−10±√(10)2−4(4,9)(−45)

2(4,9)

𝑡 =−10 ± √100 + 882

9,8

𝑡 =−10 ± √982

9,8

t =−10 ± 31,33

9,8

t =41,33

9,8

t=4,218s

¿Cuál es la velocidad de la piedra justo antes de que golpee el suelo?

VY =V0Y – g * t LEY FÍSICA

APLICACIÓN DE OPERACIONES ARITMETICAS N.-2

VY =10𝑚

𝑠 – 9,8

𝑚2

𝑠* 4,21s

VY =10𝑚

𝑠 – 9,8

m

𝑆2* 4,21s

VY =10𝑚

𝑠 – 41,33

𝑚

𝑠

VY =-31,33 𝒎

𝒔

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Ejercicio 1.5.3

Ejemplo 4.7 Los exploradores extraviados. Pág. 82 del libro Serway cuarta

edición. Un avión de rescate en Alaska deja caer un paquete de provisiones a un grupo

de exploradores extraviados, como se muestra en la fig. 4.11. Si el avión viaja

horizontalmente a 40 m/s. Y a una altura de 100 metros sobre el suelo. ¿Dónde cae el

paquete en relación con el punto en que se soltó?

SOLUCIÓN

FUENTE: Pág. 82 del libro Serway cuarta edición.

¿Dónde cae el paquete en relación con el punto en que se soltó?

Determinar el tVUELO

Y =1

2 g t2

2Y = g t2

2 𝑌

𝑔= t2

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24

APLICACIÓN DE OPERACIONES ARITMÉTICAS N.- 1 EJERCICIO 2

tv= √2𝑌

𝑔 = √

2∗100

9,8 =√

200

9,8 =√20,4=4,51s

X=V0 * tVUELO= 40𝑚

𝑠 * 4,51s=180,4m

0

VY=V0Y+g*t

VY=g*tVUELO

VY=9,8m

𝑆2* 4,51s

VY=44,19m

s

La velocidad inicial en el eje x se mantiene constante VX=V0=40m

s

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25

tema 2

álgebra

FUENTE: Elaborado por imágenes animadas de profesores

DESTREZA CON CRITERIO DE DESEMPEÑO CRITERIO DE EVALUACIÓN

VALOR

M.4.1.9. Aplicar las propiedades algebraicas (adición y multiplicación) de los números enteros en la suma de monomios homogéneos y la multiplicación de términos algebraicos. M.4.1.10 Resolver ecuaciones de primer grado con una incógnita en Z en la solución de problemas. M.4.1.24. Operar con polinomios de grado ≤2 (adición y producto por escalar) en ejercicios numéricos y algebraicos. M.4.1.20. Resolver ecuaciones de primer grado con una incógnita en Q en la solución de problemas sencillos. M.4.1.32. Calcular expresiones numéricas y algebraicas usando las operaciones básicas y las propiedades algebraicas en R. M.4.1.33. Reconocer y calcular productos notables e identificar factores de expresiones algebraicas. M.4.1.38. Resolver ecuaciones de primer grado con una incógnita en R para resolver problemas sencillos.

CE.M.4.1. Emplea las relaciones de orden, las propiedades algebraicas (adición y multiplicación), las operaciones con distintos tipos de números (Z, Q, I) y expresiones algebraicas, para afrontar inecuaciones y ecuaciones con soluciones de diferentes campos numéricos, y resolver problemas de la vida real, seleccionando la forma de cálculo apropiada e interpretando y juzgando las soluciones obtenidas dentro del contexto del problema; analiza la necesidad del uso de la tecnología.

El respeto

Fuente: Currículo 2019 Ministerio de Educación Elaborado por: Gabriela Veloz

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2.1. Operaciones con expresiones algebraicas

2.1.1 Suma de polinomios

Para sumar dos polinomios se suman los coeficientes de los términos del

mismo grado.

P(x) = 2x3 + 2x - 3 Q(x) = 4x - 3x2 + 2x3

1. Ordenamos los polinomios, si no lo están.

Q(x) = 2x3- 3x2 + 4x P(x) + Q(x) = (2x3 + 2x - 3) + (2x3 - 3x2+ 4x)

2. Agrupamos los monomios del mismo grado.

P(x) + Q(x) = 2x3 + 2x3 - 3 x2 + 2x + 4x – 3

3. Sumamos los monomios semejantes.

P(x) + Q(x) = 2x3 + 2x3 - 3 x2 + 5x + 4x - 3

P(x) + Q(x) =x3 + 6x

2.1.2. Resta de polinomios

Para restar polinomios se debe sumar al minuendo el opuesto del sustraendo.

P(x) - Q(x) = (2x3 + 3x2 - 3) - (2x3 - 3x2 + 4x)

P(x) - Q(x) = 2x2 + 3x2 - 3 - 2x3 + 3x2 - 4x

P(x) - Q(x) = 2x3 - 2x3 + 3x2 + 3x2 - 4x - 3

P(x) - Q(x) = 6x2 -4x – 3

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2.1.3. Multiplicación de polinomios

. Multiplicación de un número por un polinomio Se debe multiplicar el número por todos los términos que están dentro del paréntesis.

Ejemplo: 2 · (2x3 - 3x2 + 2x - 2) = 4x3 - 6x2 + 4x - 4

2. Multiplicación de un monomio por un polinomio Se aplica la propiedad

distributiva.

Ejemplo: 4x2 · (2x3 - 3x2 + 4x - 2) = 8x5- 12x4 + 16x3 - 8x2

3. Multiplicación de polinomios Se multiplica cada término del primer

polinomio con todos los términos del segundo polinomio.

Ejemplo:

P(x) = 2x2 - 2 Q(x) = x3 - 3x2 + 4x

P(x) · Q(x) = (2x2 – 2x) · (x3 - 3x2 + 4x)

P(x) · Q(x) =2x5 - 6x4 + 8x3 -2x4 +6x3 -8x2

P(x) · Q(x) =2x5 - 8x4 + 14x3 - 8x2

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2.1.4 Actividad en Clase

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga Riobamba-Ecuador Elaborado por: Gabriela Veloz

1. Realice las siguientes operaciones con polinomios

➢ Sumar (2x³ + x² -5) + (x² + x +6)

➢ Restar x³ + 2x² - x – 4 de 3x³ - 5x² + 3

➢ Multiplicar (x + 2)(x – 3)

2. Resuelva las siguientes multiplicaciones entre polinomios.

✓ (x-2) (x+2)

✓ (x2 +5x+2) (3x3 +2x+1)

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2.2 funciones

Una función es una relación que existe entre dos variables, en la cual; a cada valor de la

primera variable le corresponde un único valor de la segunda variable.

A la primera variable se le denomina variable independiente y se representa con la

letra x.

A la segunda variable se le denomina variable dependiente y se representa con la letra

y

Elementos de una función

Los elementos de una función f son:

2.2.1. Función lineal En algebra elemental

En el contexto del análisis matemático:

Dominio

Valores de la variable

independiente (x)

Recorrido

Valores de la variable dependiente (y)

Es una función polinómica de la forma

f(x)=mx+b, su grafica es una línea recta.

La función lineal es de la forma y=mx, donde b=0, que

representa gráficamente a una línea recta que pasa por el

origen.

La función afín es de la forma y=mx+b, llamada también

transformación lineal en el contexto del algebra lineal.

Gráfica de una función Lineal

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30

2.2.2. Gráfica de una función lineal y una función

afín

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

2.2.3. Significado de los términos la función lineal.

2.2.4. Evaluación de la función lineal

Para evaluar una función se debe determinar el valor de la variable dependiente, dado

el valor de la variable independiente.

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

-5 0 5

Función Afín

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

-4 -2 0 2 4

Función Lineal

m = pendiente

de la recta

(constantes)

b = punto de

corte de la recta

con el eje y

(constante)

x = variable

f( x ) = mx +b

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31

Ejemplo.2.2.4.1

Evaluar la función f (x) = 3x + 2 cuando el valor numérico de x es 3.

f ( 3 ) = 3(3)+2

f( 3 ) =9+2

2.2.5. Pendiente de la recta

Para determinar la pendiente de la recta se debe tomar en cuenta lo siguiente:

• Cuando tenemos la función lineal de la pendiente es el valor de m.

Ejemplo 2.5.6.1

Determine la pendiente de la recta de que representa a la función:

f(x)= 3x+6.

f(x)=mx+b

m=3

• Cuando se conoce dos puntos de la recta se debe aplicar la fórmula.

𝑚 =𝑌2−𝑌1

𝑋2−𝑋1

Ejemplo 2.5.6.2

Determine la pendiente de la recta que pasa por los puntos (-1,1) y (3,2).

Solución: Aplique la fórmula

𝑚 =𝑌2−𝑌1

𝑋2−𝑋1

𝑚 =2 − 1

3 + 1

𝑚 =1

4

f ( 3 ) = 11

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32

Ejemplo 2.5.6.3.

Observe la gráfica de la función y determine la pendiente de la recta.

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

Solución:

a) Elegir dos puntos que pasan por la recta

(-2,0) y (2,4)

b) Aplicar la formula

𝑚 =𝑌2−𝑌1

𝑋2−𝑋1

𝑚 =4−0

2+2

𝑚 =4

4

𝑚 = 1

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2.2.6. Las funciones con relación a la pendiente se

pueden clasificar en tres tipos:

2.2.7. Ecuación de la recta

La ecuación de la recta se puede determinar mediante la pendiente (m) y un punto de

la recta, utilizamos la siguiente expresión:

Ejemplo 2.2.7.1

Determinar la ecuación de la recta que tiene como pendiente m=2 y pasa por el punto

(2,3).

Solución: Remplazar los datos en la expresión:

(y - y1) = m(x - x1)

(y - 3) =2(x - 2)

y =2x – 4

Ecuación de la recta

Fun

cio

nes

Lin

eal

esCreciente m>0

Decreciente m<0

Constante m = 0

(y - y1) = m(x - x1)

y = 2x– 1

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Ejemplo 2.2.7.2

Determinar la ecuación de la recta que pasa por los puntos (2,5) y (4,9)

Solución:

Hallar la pendiente

𝑚 =𝑌2−𝑌1

𝑋2−𝑋1

𝑚 =9−5

4−2

𝑚 =4

2

𝑚 = 2

Reemplazar los datos en: (y - y1) = m (x - x1)

(y - 5) =2(x - 2)

y =2x – 4+5

Ecuación de la recta.

y = 2x+ 1

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2.2.8. Rectas Paralelas y rectas perpendiculares.

Paralelas. - Dos rectas son paralelas si sus pendientes son iguales.

Ejemplo 2.2.8.1

Determine si las rectas son paralelas f(x) =2x+1; y=2x+3 .

Solución:

f(x) =2x+1 y=2x+3

m1=2 m2=2

Como m1= m2 las 2 rectas son paralelas

Gráfica.

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

Perpendiculares. -Dos rectas son perpendiculares si el producto de sus pendientes es

igual a -1.

-4

-2

0

2

4

6

8

-3 -2 -1 0 1 2 3

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Ejemplo 2.2.8.2

Determine si las rectas son perpendiculares y=2x+1; y=-0,5x-7.

Solución. Multiplique las pendientes

m1 = 2 m2= -0,5

m1 . m2 =-1

2. (-0,5)=-1 Las dos rectas son perpendiculares.

Gráfica

Fuente: Libro del Ministerio de Educación de 10mo Grado

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2.2.9. Función cuadrática

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

2.2.10. Evaluación de una función cuadrática

Para evaluar una función cuadrática se debe reemplazar el valor de x por un valor que

pertenezca al dominio de la función.

Ejemplo 2.2.10.1

Evalúe la siguiente función f(x)=2x2 +3x+4 para los siguientes valores de x= 1,2,-3,-1

f(x)=2x2 +3x+4 x=1 Solución:

f(1)=2(1)2 +3(1)+4

f(1)=2(1) +3+4

f(1)=2 +3+4

f(1)=9

GR

ÁFI

CA

CO

EFIC

IEN

TESEl

em

en

tos

Def

inic

iónEs una

función polinómica de la forma

ax2 +bx+c

donde a≠o

Eje de simetria

x = −𝑏

𝑎

Vértice

(−𝑏

𝑎,

−𝑏2 −4𝑎𝑐

2𝑎)

Orientación

convexa si

a > 0 U

cóncava si

a < 0 ∩

Puntos de corte con los ejes OX, OY

Su gráfica representa una parábola

Por sus coeficientes puede ser: y=ax2; b, c=0

y=ax2 +c; b=0

y=ax2 +bx ; c=0

y=ax2 +bx+c; a, b, c≠0

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f(x)=2x2 +3x+4 x=2

Solución:

f (1) =2(2)2 +3(2) +4

f (1) =2(4) +6+4

f (1) =8+3+4

f(1)=15

f(x)=2x2 +3x+4 x=-3

Solución:

f (1) =2(-3)2 +3(-3) +4

f (1) =2(9) -9+4

f (1) =18-9+4

f(1)=13

f(x)=2x2 +3x+4 x=-1

Solución:

f (1) =2(-1)2 +3(-1) +4

f (1) =2(1) -3+4

f (1) =2-3+4

f(1)=3

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

2.2.11. Gráfica de una función cuadrática

Para graficar una función cuadrática se debe realizar una tabla de valores.

Ejemplo 2.2.11.1

Graficar la siguiente función g(x)=2x2 +x-3

X y=g(x)=2x2 +x-3 (x,y)

-2 g(x)=2x2 +x-3= 2(-2)2 +(-2)-3=8-2-3=3 (-2,3)

-1 g(x)=2x2 +x-3= 2(-1)2 +(-1)-3=2-1-3=-2 (-1,-2)

0 g(x)=2x2 +x-3= 2(0)2 +(0)-3=0+0-3=-3 (0,-3)

1 g(x)=2x2 +x-3= 2(1)2 +(1)-3=2+1-3=0 (1,0)

2 g(x)=2x2 +x-3= 2(2)2 +(2)-3=8+2-3=7 (2,7)

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39

Gráfica.

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

2.2.12. Raíces de una función cuadrática

Para determinar las raíces de una función cuadrática se debe factorizar el trinomio.

-5

0

5

10

15

20

-4 -2 0 2 4

y

4.- Despejar el valor de x en cada factor

(x - 3) = 0 (x +2 ) = 0

x 1= 3 x 2= -2

3.- Igualar a cero cada factor

(x - 3) = 0 (x +2 ) = 0

2.- Factorizar

(x - 3) (x + 2)

1.- Igualar a cero

x2 - x - 6 = 0

Ejemplo: f(x) = x2 - x - 6 :PROCESO

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40

Ejemplo 2.2.12.1

Determinar las raíces de f(x)=2x2 +8x+ 15

Solución:

f(x)=2x2 +9x+ 10

(2x +5) (x + 2)

(2x +5) =0 (x + 2) =0

x1 = -5

2 x2 = -2

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2.2.13. Actividades en clase

Escriba en el espacio en blanco el tipo de función que corresponde.

*f (x) =2x+3 *g (x) =3x * h(x) =2x2+9x+10

Evalúe las siguientes funciones para x= -3 ; x= 5 ; x= 0

*f (x) =5x+2 *g (x) =2x * h(x) =x2+7x+10

Grafique las siguientes funciones:

• g(x)=x-2

• F(x)=2x2 +5

1

2

3

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Determine el valor de la pendiente de las siguientes funciones.

f(x)=2x+3

Función que pasa por los puntos (1,2) y

(4,4)

Determine la ecuación de la recta que pasa por los puntos (0,1) y (1,4)

Determine las raíces de la siguiente funcione cuadrática:

f(x)=4x2 +16x + 15

4

5

6

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2.2.14. Ejercicios propuestos

1.- Realice la gráfica de las siguientes funciones:

f(x) = 3x+2

f(x) = x2 -5x+6

2.-Encuentra la ecuación de la recta que pasa por el punto P y tiene pendiente m en

cada caso.

a. P(27, 4) y m = 4

b. P(21, 7) y m = 2

c. P(5, 6) y m = 5

d. P(2, 1) y m = 1

e. P(0, 1) y m = 3

3.- Evalúe las siguientes funciones para los valores de x=2; 3; -1

f(x)= x+5 f(x)= x2+2

4.-Halla la pendiente y la ecuación de la recta que pasa por cada par de puntos.

a. (1, 25) y (22, 1)

b. (2, 14) y (21, 27)

c. (22, 22) y (0, 10)

d. (23, 5) y (24, 21)

e. (21, 0) y (0, 21)

f. (25, 3) y (4, 1)

5.- Indica, en cada caso, si las rectas dadas son paralelas o no. Justifica tus respuestas.

a. y = 4x 2 - y y = 4x + 3

b. y = -x - 1 y y = 2x- 3

6.-Estudia la pendiente de la recta. Luego, indica si las rectas son perpendiculares o

no.

y = -3

4 x+7 y y = -

4

3 x-1

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7.-Encuentra las rectas perpendiculares o paralela a la recta dada, según se indique.

a.-La ecuación de la recta perpendicular a y = -3x + 5 que pasa por el punto (2, 6).

b.-La ecuación de la recta paralela a la recta x - 5y = 15 que pasa por el punto (22, 5).

8.- Determine las raíces de las siguientes funciones.

• 2x2+ 9x+20 • x2 +5x+6

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45

2.2.15 eValuación

1.- Subraye la respuesta correcta:

El conjunto de valores de la variable independiente es:

• El dominio de la función • El recorrido de la función • La pendiente de la función

Una función es creciente si su pendiente es:

• Mayor que cero • Menor que cero • Igual a cero

La grafica de una ecuación cuadrática es:

• Una recta • Una parábola • No está definida

Dos rectas son paralelas si:

• Sus pendientes son iguales • Si el producto de sus pendientes es igual a -1 • Si la pendiente es indeterminada.

2.- Resuelva

• Determine la pendiente de la recta que pasa por los puntos (2,4) y (-2,4)

• Determine la ecuación de la recta que tiene como pendiente m= 2 y pasa por el punto (-1,3)

• Grafique la siguiente función x2 +3

• Determine las raíces de f(x) =x2 –x-20

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46

2.2.16. Ejercicio de física con la aplicación de

funciones, pendiente de la recta, ecuación de la

recta.

Un auto se mueve con velocidad constante determine la gráfica de la posición vs el

tiempo y explique.

Fuente: Elaborado por Khan Academy

Solución:

Se toma en cuenta que el Punto C indica la posición del objeto en un tiempo de 20

segundos. El punto B representa la posición del objeto en un tiempo de solo 10

segundos. Así que, el tiempo que le tomó al objeto desplazarse desde el punto B al C

fue de 20s – 10s = 10s. Por otro lado, en el Punto C el objeto se encontraba a 100 m

del origen de coordenadas y en el Punto B se encontraba a 50 m. Por lo tanto, la

distancia entre los puntos B y C es de 100 m – 50 m = 50 m. Así que, podemos concluir

que al objeto le tomó un tiempo de 10 s desplazarse del Punto B al C y que la

distancia que recorrió al hacer esto fue de 50 m.

Análisis del movimiento Si se toma en cuenta el mismo análisis que el descrito

arriba notarás que al moverse del punto C al D, el objeto recorrerá la misma

distancia, 50 m, en el mismo tiempo, 10 s. Lo mismo ocurre al desplazarse del punto

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47

D al E y del Punto E al F y del F al G. Como la distancia y el tiempo son los mismos en

todos estos casos, decimos que el objeto se mueve con una rapidez constante o

uniforme.

La ecuación de la pendiente

Si te fijas en la gráfica, todos los puntos, A hasta G, se encuentran en una línea recta.

Las líneas rectas se caracterizan por que tienen una cantidad que es constante: su

pendiente. Para aplicar la ecuación para calcular la pendiente se requiere analizar la

gráfica. Para calcular la pendiente de la línea recta, tenemos que escoger dos puntos

en la gráfica, digamos los puntos: A y C.

Estos puntos tienen coordenadas:

(x1,y1) = (0s,0m) y (x2, y2) = (20s, 100m)

Usemos la ecuación para el cálculo de la pendiente. Nota que el resultado es 5 m/s.

Es decir, ¡la pendiente de la recta es la rapidez con que se mueve el objeto!

Podemos considerar que el eje de y representa la posición del objeto al norte. La

pendiente de una gráfica de posición vs tiempo es la velocidad del objeto. Su

velocidad es… 5m/s, al Norte. Como la pendiente es constante su velocidad es

uniforme. Esto significa que posee la misma velocidad a través de todo el recorrido.

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48

Cálculo de la pendiente

Al dividir la distancia que le toma al objeto entre el tiempo que le toma desplazarse en esa

distancia verás algo interesante. Estarás calculando la pendiente. Por ejemplo, cuando el

objeto se desplaza del punto B al C, tenemos: distancia/tiempo = 50 m/10 s = 5 m/s

Tabla de datos

La siguiente tabla de datos resume los resultados.

Fuente: Física en línea Dra. Elba M Sepúlveda, Ed.D

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49

2.2.17. ecuaciones

Definición de ecuación

Una ecuación es una igualdad que existe entre dos expresiones algebraicas, la cual nos

permite encontrar el valor de la incógnita.

2.2.18. Pasos para resolver ecuaciones de primer

grado.

Para resolver ecuaciones de primer grado se debe:

Agrupar los números de forma que a un lado queden los que tienen la incógnita “x”, y

al otro los que no la tienen. Ejemplo: 3x+1=4x+7, nos quedaría en este paso 3x-4x=7-1.

Tome en cuenta que, para pasar de un miembro a otro con la operación contraria, es

decir si en él un miembro está sumando pasará al otro restando y así sucesivamente.

Reduce términos semejantes y resuelve las operaciones indicadas en cada miembro de

la ecuación.

3x-4x=7-1

7x = 6

Despeja la incógnita

𝑥 =6

7

2.2.19. Trucos Para Resolver Ecuaciones De Primer

Grado. Si un término se repite en ambos lados de la ecuación, se pueden eliminar. Por ejemplo:

x+1-2x=4-2x+6. Aquí podríamos eliminar “3x” de ambos lados y seguir con la ecuación.

Si todos los números de la ecuación son negativos, se pueden eliminar. Ejemplo: -3x=-

5 se convierte en 3x=5.

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Si la incógnita es negativa, pase al otro lado de la ecuación para que sea positiva.

Ejemplo: -2x=2, la cambiamos de lado y se queda 0=2+2x.

Si en una fracción hay un signo menos, se debe aplicar la ley de los signos y tendríamos

el signo de la fracción.

2.2.20. Ecuaciones De Segundo Grado

DEFINICIÓN. -Tiene la forma ax2+ bx + c = 0, siendo a, b y c números reales (a≠0),

donde x toma el nombre de variable o incógnita, a y b se llaman coeficientes de las

incógnitas y c recibe el nombre de término independiente.

2.2.21. Pasos Para Resolver Ecuaciones De Segundo

Grado.

1.- Factorización simple

2.- Completando el cuadrado

3.- Formula cuadrática

2.2.22. Factorización Simple

¿Cómo resolver ecuaciones de segundo grado por factorización?

Se debe resolver como trinomios de la forma x2 +px+q, cuando a = 1.

Ejemplo:

x² + 2x – 15 = 0

Buscamos dos números que multiplicados den -18 y sumados 3, y nos encontramos con

que el 5 y el -3.

(x + 5) (x – 3) = 0

x + 5 =0 despejando; x = -5 x – 3 = 0

Despejando; x = 3 Las soluciones son:

x1 = -6 y x2 = 3.

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51

2.2.23. Fórmula Cuadrática.

¿Cómo resolver ecuaciones cuadráticas con la fórmula cuadrática?

La fórmula es la siguiente:

Simplemente sustituimos nuestros valores de a, b y c en la fórmula y obtendremos los

valores de x.

EJEMPLO

2(2x+1) =10+20x+2x2

4x+2=10+20x+2x2

Ubicamos los términos semejantes a un mismo miembro de la ecuación.

4x+2-10-20x =

-16x-8= 2x2

Igualar a cero

0= 2x2 +16x+8

2x2 +16x+8=0

a=2 b=16 c=8

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Aplicar la fórmula general

𝑥 =−𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐

2𝑎

𝑥 =−16 ± √162 − 4 ∗ 2 ∗ 8

2 ∗ 2

𝑥 =−16 ± √256 − 64

4

𝑥 =−16 ± 13,85

4

x1 =0,54

x2 =7,46

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2.2.24. SISTEMA DE ECUACIONES

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

MÉTODO DE SUSTITUCIÓN

Se despeja una incógnita en una de las ecuaciones.

Se reemplaza la expresión de esta incógnita en la otra ecuación, consiguiendo una ecuación con una sola incógnita.

Se soluciona la ecuación.

El valor obtenido se sustituye en la ecuación en la que aparecía la incógnita despejada.

Los dos valores obtenidos constituyen la solución del sistema.

MÉTODO DE IGUALACIÓN

Se despeja la misma incógnita en ambas ecuaciones.

Se igualan las expresiones, con lo que obtenemos una ecuación con una incógnita.

Se resuelve la ecuación.

El valor obtenido se sustituye en cualquiera de las dos expresiones en las que aparecía despejada la otra incógnita.

Los dos valores obtenidos constituyen la solución del sistema.

MÉTODO DE REDUCCIÓN

• Se preparan las dos ecuaciones, multiplicándolas por los números que convenga.

• La restamos, y desaparece una de las incógnitas.

• Se resuelve la ecuación resultante.

• El valor obtenido se sustituye en una de las ecuaciones iniciales y se resuelve.

• Los dos valores obtenidos constituyen la solución del sistema.

METODO GRÁFICO

Se grafica cada una de las ecuaciones en un solo gráfico.

Si la grafica son dos rectas paralelas no hay solución

Si la grafica son dos rectas perpendiculares el pun to de intersección es la solución.

Si en la grafica la una recta coincide con la otra recta tiene infitas soluciones.

RESOLUCIÓN DE SISTEMAS

DE ECUACIONES

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Ejemplo 2.2.24.1

Resolver el siguiente sistema de ecuaciones.

{2𝑥 + 𝑦 = 1

2𝑥 + 4𝑦 = 6

Despejar la variable y en la ecuación 1

2x +y =1

y=1-2x

Reemplazar en la ecuación 2

2x +4(1-2x) =6

2x+4-8x=6

2x-8x=6-4

-6x=2

x = 2

−6

x = 1

−3

Reemplazamos el valor de x

y =1-2(1

−3)

y =1-2(1

−3)

y =1+ (2

3)

y=5

3

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2.2.25. ACTIVIDAD EN CLASE N.-2

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga Riobamba-Ecuador

Elaborado por: Gabriela Veloz

1. Resolver las siguientes ecuaciones

• 3x + 2 = 4 - ( 2 - 2x )

SOLUCIÓN

• 𝟐𝒙

𝟑+

𝟐𝐱

𝟐=

𝟏+𝟐𝐱

𝟐

SOLUCIÓN

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2. Encuentra las soluciones de las siguientes ecuaciones.

3. Resuelva los siguientes sistemas de ecuaciones.

{𝑥 + 2𝑦 = 2𝑥 − 2𝑦 = 3

}

• Solución

x2 + 2x + 2 = 0

• Solución

x2 -4x+4

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2.2.26. Ejercicios Propuestos.

FUENTE: Elaborado por Soal Latihan Matematika

1. RESUELVA LAS SIGUIENTES ECUACIONES

a) 2x -6 =-3x

b) 12x-5x+5=3x-3x+6

c) 6x+2=4x+10

2. RESUELVA LOS SIGUIENTES SISTEMAS DE ECUACIONES

{2𝑥 + 𝑦 = 43𝑥 − 𝑦 = 1

}

{2𝑥 + 2𝑦 = 43𝑥 − 𝑦 = 1

}

{4𝑥 + 4𝑦 = 42𝑥 − 𝑦 = 8

}

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2.2.27. EVALUACIÓN FUENTE: Elaborado por Soal Latihan Matematika

a) RESUELVA LAS SIGUIENTES ECUACIONES Y SUBRAYE LA RESPUESTA CORRECTA

a) 2x -5 =-3x

• 1 • -1 • 3 • Ninguna

b) -12x-5x+7=-4x-3x+2

• 2 • -2 • 4 • Ninguna

b) RESUELVA EL SIGUIENTE SISTEMA DE ECUACIONES UTILIZANDO EL MÉTODO DE SUSTITUCIÓN Y COMPRUBE SI LOS VALORES DE LAS VARIABLES SON CORRECTOS. Valores de las variables: x= 0 ; y=1

{−3𝑥 + 4𝑦 = 43𝑥 − 𝑦 = −1

}

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2.2.28. Ejercicios De Física Con La Aplicación De

Resolución De Ecuaciones

Ejemplo 4.5 Donde pone el ojo pone la bala. Pág. 81 del libro Serway cuarta

edición. En una conferencia demostrativa muy popular, un proyectil se dispara contra

un blanco de tal manera que el primero sale del rifle al mismo tiempo que el blanco se deja caer en

reposo, como muestra la figura 4.9. Se demostrará que si el rifle esta inicialmente dirigido

hacia el blanco estacionario, aun así, el proyectil hará diana.

FUENTE: Pág. 81 del libro Serway cuarta edición

FIGURA 4.9 Razonamiento y solución

Se puede argumentar que el choque resultara bajo las condiciones establecidas observando que tanto

el proyectil como el blanco experimentan la misma aceleración aY= - g tan pronto como

se liberan. Primero observe en la figura 4.9 que la coordenada y inicial del blanco es XTtgϴ y que

disminuye a lo largo de una distancia=½ g t2 en un tiempo t.

En consecuencia, la coordenada y del blanco como una función del tiempo es, según la

ecuación 4.14.

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y=XT tanθ

Pero Y=1

2𝑔𝑡2

reemplazamos en

y=XT tanθ=YT + Y

XT tanθ - 1

2𝑔𝑦2=YT

Si después de esto se escriben las ecuaciones para x y y correspondientes a la

trayectoria del proyectil a lo largo del tiempo, utilizando las ecuaciones 4.12 y 4.13 en

forma simultánea, se obtiene

Y=V0Y*t -1

2𝑔𝑡2

Y=V0 sen θ t -1

2𝑔𝑡2

t=𝑋

V0 COS θ

Yp =V0 senθ*t - 1

2𝑔𝑡2

Reemplazamos t

APLICACIÓN DE RESOLUCIÓN DE ECUACIONES N.- 1

Yp =V0 senθ(𝑋

V0 COS θ) -

1

2𝑔𝑡2

Yp = senθ(𝑋

COS θ) -

1

2𝑔𝑡2

Yp = tanθ - 1

2𝑔𝑡2

xp =xt=Yp=YT Se produce el choque

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tema 3

trigonometría y geometría

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga

Riobamba-Ecuador

Elaborado por: Gabriela Veloz

Fuente:: Elaborado por María Del Pilar Cruz López

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DESTREZA CON

CRITERIO DE

DESEMPEÑO

CRITERIO DE EVALUACIÓN

VALOR

M.4.2.15. Aplicar el teorema de Pitágoras en la resolución de triángulos rectángulos. M.4.2.16. Definir e identificar las relaciones trigonométricas en el triángulo rectángulo (seno, coseno, tangente) para resolver numéricamente triángulos rectángulos. M.4.2.17. Resolver y plantear problemas que involucren triángulos rectángulos en contextos reales, e interpretar y juzgar la validez de las soluciones obtenidas dentro del contexto del problema.

CE.M.4.6. Utiliza estrategias de descomposición en triángulos en el cálculo de áreas de figuras compuestas, y en el cálculo de cuerpos compuestos; aplica el teorema de Pitágoras y las relaciones trigonométricas para el cálculo de longitudes desconocidas de elementos de polígonos o cuerpos geométricos, como requerimiento previo a calcular áreas de polígonos regulares, y áreas y volúmenes de cuerpos, en contextos geométricos o en situaciones reales. Valora el trabajo en equipo con una actitud flexible, abierta y crítica.

Responsabilidad

Fuente: Currículo 2019 del Ministerio de Educación Elaborado por. Gabriela Veloz

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3.1 ángulos

Es la parte del plano determinada por dos semirrectas llamadas lados que se cortan en

un punto de origen llamado vértice del ángulo.

tiPos de ángulos

Ángulo agudo

Ángulo obtuso

Ángulo recto

Ángulo llano

Ángulo Complementario

Ángulo suplementario

<90°

>90°

=180°

=90°

1+2=90°

1+2=180°

0

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3.2. CONVERSIÓN DE MEDIDAS DE ÁNGULOS

Para realizar la conversión de grados a radianes y de radianes a grados realizamos lo

siguiente:

1) Para transformar de grados a radianes, se multiplica por Π y se divide entre 180º; y se simplifica. Es decir:

rad = grados ⋅π180∘rad = grados ⋅π180∘

2) Para transformar de radianes a grados, se multiplica por 180º y se divide entre Π; y se simplifica. Es decir:

grados = rad ⋅180∘πgrados = rad ⋅180∘π

3.3. Equivalencias entre grados sexagesimales y

radianes

Grados Radianes

FUENTE: Elaborado por Gabriela Veloz

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3.4. Teoremas de ángulos

Fuente: Libro de Geometría de Euclides

3.5. FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS

Las funciones trigonométricas de un ángulo α son las razones obtenidas entre los

catetos y la hipotenusa de un triángulo rectángulo. Es decir, la igualación por su

cociente de sus 2 catetos y la hipotenusa a, b y c.

Sea α uno de los ángulos agudos del triángulo rectángulo.

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El seno de un ángulo α es la razón entre el cateto opuesto (a) y la hipotenusa (c).

sen ∝=𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜

ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎=

𝑎

𝑐

El coseno es la razón entre el cateto contiguo o cateto adyacente (b) y

la hipotenusa (c).

cos ∝=𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑠𝑒𝑛𝑡𝑒

ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎=

𝑏

𝑐

La tangente es el cociente entre el cateto opuesto (a) y el cateto adyacente (b).

cos ∝=𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜

𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑠𝑒𝑛𝑡𝑒=

𝑎

𝑏

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3.6. Funciones Trigonométricas de Ángulos

Característicos.

El seno, coseno y tangente de los ángulos de 0º, 30º, 45º, 60º, 90º, 180º y 270º) son:

Fuente: Elaborado por Martín Marbello

3.7. RESOLUCIÓN DE TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS

Resolver un triángulo rectángulo es determinar el valor de los lados y el valor de los

ángulos.

3.8, Pasos Para Resolver Un Triángulo Rectángulo

Cuando Se Conoce El Valor De Un Lado Y Un Ángulo.

Para resolver un triángulo rectángulo se recomienda seguir los siguientes pasos:

❖ Se debe utilizar una función trigonométrica que contenga el lado conocido y un lado desconocido.

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❖ Despejar el lado desconocido.

❖ Una vez hallado el valor del lado, se puede utilizar Pitágoras para determinar

el otro lado del triángulo.

❖ Utilice cualquier función trigonométrica para determinar el otro ángulo, o

aplique el teorema “la suma de los ángulos internos es igual a 180” y determine

el otro ángulo.

EJEMPLO Resolver el siguiente triángulo rectángulo

C

b=5cm a=

A B

c=

a) Aplicar la función seno

𝑠𝑒𝑛40° =𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜

ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎=

𝑏

𝑎𝑠𝑒𝑛40° =

5𝑐𝑚

𝑎

𝑠𝑒𝑛40° . 𝑎 = 5𝑐𝑚

𝑎 =5𝑐𝑚

𝑠𝑒𝑛 40°

40°

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𝑎 =5𝑐𝑚

0,6428

𝑎 = 7,78𝑐𝑚

b) Aplicar el teorema de Pitágoras y despejamos el lado desconocido.

a2 =b2+c2

c2 =a2-b2

c2 =(7,78cm)2-(5cm)2

c2 =60,53cm2-25cm2

c2 =35,53cm2

𝑐 = √35,53𝑐𝑚

c = 5,96

c) Aplicamos el teorema de la suma interna de los ángulos.

A+B+C=180°C=180°-90°-40°

C°=50°

3.9. Pasos Para Resolver Un Triángulo Rectángulo

Cuando Se Conoce 2 Lados.

Tiene dos opciones:

1.1. Aplicar el teorema de Pitágoras

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1.2. Aplicar una función trigonométrica para determinar el valor del ángulo.

❖ Si eligió la opción 1.1 encontró el valor de un lado, entonces debe utilizar las funciones trigonométricas para determinar el valor de los ángulos.

❖ Si eligió la opción 1.2 encontró el valor del ángulo, entonces debe utilizar las funciones trigonométricas para determinar del lado y de los ángulos.

Ejemplo: Resolver el siguiente triángulo rectángulo.

F

e=6m d=

D E f= 3m

a) Utilizar el teorema de Pitágoras para determinar el valor de la

hipotenusa.

d2 =e2+f2

d2 =(6m)2+(3m)2

d2 =36m2+9m2

d2 =45m2

𝑑 = √45𝑚

d = 6,7m

α

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b) Utilizar seno para determinar el ángulo α

𝑠𝑒𝑛𝛼 =𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜

ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎=

𝑒

𝑑

𝑠𝑒𝑛𝛼 =6𝑚

6,7𝑚

𝑠𝑒𝑛𝛼 = 0,8955

𝛼 =sen-1 0,8955

𝛼 = 64°

c) Aplicar el teorema de la suma interna de los ángulos.

D+E+F=180°

F=180°-90°-64°

F=26°.

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3.10. Teoremas de triángulos Si dos lados y el ángulo

comprendido entre ellos en un

triángulo son congruentes,

respectivamente, a dos lados y

el ángulo comprendido entre

ellos en otro triángulo,

entonces los triángulos son

congruentes

* Si un lado y sus dos ángulos

adyacentes en un triángulo son

congruentes, respectivamente,

a un lado y sus ángulos

adyacentes en otro triángulo,

entonces los triángulos son

congruentes.

Si tres lados de un triángulo son

congruentes, respectivamente,

a tres lados de otro triángulo,

entonces los triángulos son

congruentes

Teorema de Thales. En un

triángulo podemos ver que

toda paralela a un lado de un

triángulo determina dos

triángulos semejantes entre sí,

ya que sus lados son

proporcionales y sus ángulos

son iguales.

Fuente: Elaborado por Gabriela Veloz

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3.11ACTIVIDAD EN CLASE

1) Expresa en radianes los siguientes ángulos dados en grados:

90º 120º 135º 150º

2) Expresa en grados los siguientes ángulos dados en radianes:

3𝜋

4

5𝜋

2

13𝜋

5

3) Reduce al primer giro los siguientes ángulos:

a) 6π radianes

b) -5π radianes

4) Pasar de grados, minutos y segundos a grados decimales.

a) 22° 18’ 30”

b) 2° 18’ 30”

5) Dado los ángulos α y β hallar α + β , α - β , 2α , β/5 , el complementario de α y el suplementario de β :

a) α=12° 18’ 30”

b) β=45° 18’ 32”

6) Hallar la medida en radianes de un ángulo central contenido por un arco de 35 cm en una circunferencia de radio 5 cm.

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga

Riobamba-Ecuador

Elaborado por: Gabriela Veloz

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7) Demuestra que, en un triángulo isósceles, los ángulos de la base son iguales. B A C

8) De un triángulo rectángulo ABC, se conocen b = 33 m y c = 21 m. Resolver el triángulo.

9) De un triángulo rectángulo ABC, se conocen a = 45 m y B = 22°. Resolver el triángulo

10) Resolver los siguientes triángulos rectángulos.

Fuente: Física de Vallejo Zambrano tomo 1

11) Hallar el radio de una circunferencia sabiendo que una cuerda de 24.6 m tiene como arco correspondiente uno de 70°.

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3.12. EVALUACIÓN.

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga Riobamba-Ecuador

Elaborado por: Gabriela Veloz

1) Expresa en radianes los siguientes ángulos dados en grados:

90º

120º

2) Expresa en grados los siguientes ángulos dados en radianes:

3𝜋

4

13𝜋

5

3) Pasar de grados, minutos y segundos a grados decimales. a) 22° 18’ 30”

b) 2° 18’ 30”

4) Hallar la medida en radianes de un ángulo central contenido por un arco de 35 cm en una circunferencia de radio 5 c.

5) Resolver los siguientes triángulos rectángulos.

Fuente: Física de Vallejo-Zambrano tomo 1

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3,13. EJERCICIO DE FÍSICA EN EL BLOQUE CURRICULAR MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES CON LA APLICACIÓN DE LA TRIGONOMETRÍA.

Ejercicio 3.5.1. (Julián, 2017) Al realizar un Movimiento Circular Uniformemente

Acelerado un objeto describe un radio de 0.8 m y efectúa una vuelta completa en 0.2

segundos para este instante, calcular: a) velocidad angular, b) velocidad tangencial, c)

aceleración tangencial, d) aceleración centrípeta, e) aceleración resultante.

Fuente: Libro de Física de Julián 2017

Solución: Vamos a utilizar las fórmulas expuestas en cada definición, así que prestar

mucha atención. Porque será de gran relevancia.

Datos: r = 0.8 m

T = 0.2 s

a) Calculando la Velocidad Angular

Para calcular la velocidad angular, podemos usar la siguiente fórmula, que relaciona

solamente al periodo.

𝑤 =2𝜋

𝑇=

2(3,1416)rad

0,2𝑠= 31,42

𝑟𝑎𝑑

𝑠

a) Calculando la velocidad tangencial

Para poder obtener la velocidad tangencial, aplicamos la fórmula y sustituimos los

datos.

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77

𝑤 =2𝜋𝑟

𝑇=

2(3,1416)(0,8)

0,2𝑠= 25,13

𝑚

𝑠

b) Calculando la aceleración tangencial

Para obtener la aceleración tangencial, necesitamos saber la aceleración

angular, para ello aplicamos la fórmula:

𝛼 =𝑤

𝑡=

31.42𝑟𝑎𝑑

𝑠0,2𝑠

= 157,1𝑟𝑎𝑑

𝑠2

Ahora si aplicamos la fórmula de la aceleración tangencial.

at =𝛼𝑟 = (157,1𝑟𝑎𝑑

𝑠2 )(0.8𝑚) = 125,68𝑚

𝑠2

c) Calculando la aceleración centrípeta.

Para obtener la aceleración centrípeta, aplicamos la siguiente fórmula y

sustituimos datos:

ac=𝑣𝑠2

𝑟=

(25,13𝑚

𝑠)2

0,8𝑚= 789,4

𝑚

𝑠2

d) Calculando la velocidad resultante

Aplicamos la siguiente fórmula:

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• Observa la siguiente gráfica y determina la aceleración centrípeta.

Solución:

Si se considera el cambio de velocidad, ∆v = v f − vi , que experimenta un

móvil en un pequeño intervalo de tiempo ∆t , se ve que ∆v es radial y está

dirigido hacia el centro curvatura. La aceleración, por lo tanto, también tiene

esa dirección y sentido, y por eso se denomina aceleración centrípeta.

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3.14. ejercicios ProPuestos

Fuente: U. E. Capitán Edmundo Chiriboga Riobamba-Ecuador

Elaborado por: Gabriela Veloz

1) Expresa en radianes los siguientes ángulos dados en grados:

180º 210º 225º 240º

270º 300º 315º 330º

2) Expresa las siguientes medidas de ángulos en grados o radianes, según proceda:

a. 20°

b. 120°

c. 9,8 rad

d. 5π rad

3) Reduce al primer giro los siguientes ángulos:

700°

1620°

4) Reduce al primer giro los siguientes ángulos:

4π radianes

23 radianes

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5) Expresar en radianes los siguientes ángulos:

170°45´

3°4´9”

6) Dado los ángulos α y β hallar α + β, α - β, 2α, β/5, el

complementario de α y el suplementario de β:

β=40°

7) Indicar cuales son los ángulos iguales y explicar porque.

8) Resolver los siguientes triángulos rectángulos

• De un triángulo rectángulo ABC, se conocen b = 5.2 m y B = 37º. Resolver

el triángulo.

9) Demuestre que los dos triángulos son semejantes.

B

A C

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tema 4

ejercicios ProPuestos de aPlicación de los fundamentos matemáticos básicos en física (moVimiento en dos dimensiones)

4.1 EJERCICIOS PROPUESTOS DE APLICACIÓN DE Las operaciones aritméticas EN FÍSICA (MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES)

Ejercicio 4.1.1. Problema 4.11 Edición cuarta SERWAY En un bar local, un cliente

hace deslizar un tarro vacío de cerveza sobre la barra para que vuelva a llenarlo. El

cantinero esta momentáneamente distraído, y no ve el tarro, el cual cae de la barra y

golpea el piso a 1,4 metros de la misma.

Si la altura de la barra es de 0.86 metros.

Determinar

¿Con qué velocidad abandono el tarro de la barra?

¿Cuál fue la dirección de la velocidad del tarro justo antes de chocar con el piso?

Ejercicio 4.1.2. Problema 4.2 El salto de longitud. Edición cuarta SERWAY Un atleta de salto de longitud deja el piso a un ángulo de 20° respecto a la

horizontal y a una rapidez de 11m/s a) ¿Hasta dónde salta? (suponga que el

movimiento del atleta es equivalente al de una partícula.)

Ejercicio 4.1.3. Problema 4.0 Edición cuarta SERWAY. Un avión de rescate

de Alaska deja caer un paquete de raciones de emergencia a un grupo de

exploradores atrapados, como se muestra en la figura 4.11. Si el avión viaja a

40m/s. Se le deja caer un paquete a un observador en la Tierra desde el avión

de rescate, el cual sigue la trayectoria que se observa. horizontalmente a 40 m/s

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a una altura de 100 m arriba del suelo, ¿a qué distancia caerá el paquete

respecto al punto donde se soltó?

Figura 4.11

Ejercicio 4.1.4. Problema 20 (Educación, 2018) Un proyectil es lanzado desde lo alto

de un acantilado de 150 m de altura con una velocidad inicial de 400 m/s y con un

ángulo de inclinación de 30°.Determina: a. Las componentes de la velocidad inicial; b.

El tiempo que tarda en caer al suelo; c. El alcance; d. La altura máxima.

Ejercicio 4.1.5. Problema 21. (Educación, 2018) Una barca pretende cruzar un río con

una velocidad de 12 m/s perpendicular a la corriente. La velocidad de la corriente es

de 10 m/s. Calcula: a. El tiempo que tarda la barca en atravesar el río si éste tiene una

anchura de 150 m; b. La distancia que recorre la barca.

Ejercicio 4.1.6. Problema 22. (Educación, 2018) Un futbolista patea hacia el arco con

una velocidad de 15 m/s. Calcula: a. el alcance para un ángulo de tiro de 30°, 45° y 60°;

b. el tiempo que el balón permanece en el aire en cada uno de los supuestos anteriores.

Ejemplo 4.1.7. Problema 3.6 (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Un

bateador golpea una pelota de béisbol de modo que ésta sale del bate a una rapidez v0

= 37.0 m/s con un ángulo α0 = 53.1°, en un lugar donde g = 9.80 m/s2 . a) Calcule la

posición de la pelota y la magnitud y dirección de su velocidad cuando t = 2.00 s.

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b) Determine cuándo la pelota alcanza el punto más alto y su altura h en ese punto. c)

Obtenga el alcance horizontal R, es decir, la distancia horizontal desde el punto de

partida hasta donde la pelota cae al suelo.

Ejemplo 4.1.8. Problema 3.9 (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Usted lanza

una pelota desde su ventana a 8.0 m del suelo. Cuando la pelota sale de su mano, se

mueve a 10.0 m/s con un ángulo de 20° debajo de la horizontal. ¿A qué distancia

horizontal de su ventana la pelota llegará al piso? Desprecie la resistencia del aire.

Ejemplo 4.1.9. Problema 3.10. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009)Un

helicóptero militar está en una misión de entrenamiento y vuela horizontalmente con

una rapidez de 60.0 m>s y accidentalmente suelta una bomba (desactivada, por suerte)

a una altitud de 300 m. Puede despreciarse la resistencia del aire. a) ¿Qué tiempo tarda

la bomba en llegar al suelo? b) ¿Qué distancia horizontal viaja mientras cae? c) Obtenga

las componentes horizontal y vertical de su velocidad justo antes de llegar al suelo.

Ejercicio 4.1.10.Problema3.11. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Dos

grillos, Chirpy y Milada, saltan desde lo alto de un acantilado vertical. Chirpy

simplemente se deja caer y llega al suelo en 3.50 s; en tanto que Milada salta

horizontalmente con una rapidez inicial de 95.0 cm/s. ¿A qué distancia de la base del

acantilado tocará Milada el suelo?

Ejercicio 4.1.11.Problema3.22. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009)

Suponga que el ángulo inicial a0 de la figura 3.26 es de 42.08 y la distancia d es de

3.00m. ¿Dónde se encontrarán el dardo y el mono, si la rapidez inicial del dardo es a)

12.0 m/s? b) ¿8.0 m/s? c) ¿Qué sucederá si la rapidez inicial del dardo es de 4?0 m/s?

Dibuje la trayectoria en cada caso.

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4.2. EJERCICIOS PROPUESTOS DE Aplicación DE álgebra EN FISICA (MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES)

Ejercicio 4.2.1. Ejemplo 3.8 Altura y alcance de un proyectil. Edición segunda

Física Universitaria. Para un proyectil lanzado con rapidez v0 y ángulo inicial a0

(entre 0° y 90°), deduzca expresiones generales para la altura máxima h y el alcance

horizontal R (figura 3.23). Para una v0, dada, ¿qué valor de a0 da la altura máxima? ¿Y

qué valor da el alcance horizontal máximo?

Ejercicio 4.2.2. Ejemplo 3.6 Cuerpo que se proyecta horizontalmente. Edición

segunda Física Universitaria. Un acróbata en motocicleta se lanza del borde de un

risco. Justo en el borde, su velocidad es horizontal con magnitud de 9.0 m>s. Obtenga

la posición, distancia desde el borde y velocidad de la motocicleta después de 0.50 s.

Ejercicio 4.2.3. Problema 4.21 Edición cuarta SERWAY. Durante la primera guerra

mundial los alemanes tenían un cañón llamado Big Bertha que se usó para bombardear

Paris. Los proyectiles tenían una velocidad inicial de 1.7 km/sa una inclinación de 55°

con la horizontal. Para dar en el blanco, se hacían ajustes en relación con la resistencia

del aire y otros efectos. Si ignoramos esos efectos:

¿Cuál era el alcance de los proyectiles? (Serway, 2000)

Ejercicio 4.2.4.Problema 3.18. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Una

pistola que dispara una luz bengala le imprime una velocidad inicial de 125 m/s en un

ángulo de 55.0° sobre la horizontal. Ignore la resistencia del aire. Si la bengala se

dispara, obtenga su altura máxima y la distancia del punto de disparo al punto de caída,

a) en los salares planos de Utah y b) en el Mar de la Tranquilidad en la Luna, donde g =

1.67 m/s2.

Ejercicio 4.2.5.Problema 3.19. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Un

pelotero de grandes ligas batea una pelota de modo que sale del bate con una rapidez

de 30.0 m/s y un ángulo de 36.9° sobre la horizontal. Ignore la resistencia del aire.

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a) ¿En cuáles dos instantes la pelota estuvo a 10.0 m sobre el punto en que se salió del

bate? b) Obtenga las componentes horizontal y vertical de la velocidad de la pelota en

cada uno de los dos instantes calculados en el inciso a). c) ¿Qué magnitud y dirección

tenía la velocidad de la pelota al regresar al nivel en el que se bateó?

Ejercicio 4.2.6.Problema 3.24. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Los

bomberos están lanzando un chorro de agua a un edificio en llamas, utilizando una

manguera de alta presión que imprime al agua una rapidez de 25.0 m/s al salir por la

boquilla. Una vez que sale de la manguera, el agua se mueve con movimiento de

proyectil. Los bomberos ajustan el ángulo de elevación de la manguera hasta que el

agua tarda 3.00 s en llegar a un edificio que está a 45.0 m de distancia. Ignore la

resistencia del aire y suponga que la boquilla de la manguera está a nivel del suelo. a)

Calcule el ángulo de elevación de a. b) Determine la rapidez y aceleración del agua en

el punto más alto de su trayectoria. c) ¿A qué altura sobre el suelo incide el agua sobre

el edificio, y con qué rapidez lo hace?

Ejercicio 4.2.7.Problema 3.25. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Un globo

de 124 kg que lleva una canastilla de 22 kg desciende con rapidez constante hacia abajo

de 20.0 m/s. Una piedra de 1.0 kg se lanza desde la canastilla con una velocidad inicial

de 15.0 m/s perpendicular a la trayectoria del globo en descenso, medida relativa a una

persona en reposo en la canasta. Esa persona ve que la piedra choca contra el suelo

6.00 s después de lanzarse. Suponga que el globo continúa su descenso a los 20.0 m/s

constantes. a) ¿A qué altura estaba el globo cuando se lanzó

la piedra? b) ¿Y cuando chocó contra el suelo? c) En el instante en que la piedra tocó el

suelo, ¿a qué distancia estaba de la canastilla? d) Determine las componentes

horizontal y vertical de la velocidad de la piedra justo antes de chocar contra el suelo,

relativas a un observador i) en reposo en la canastilla; ii) en reposo en el suelo.

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Ejercicio 4.2.8. Problema 3.26. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Un

cañón, situado a 60.0 m de la base de un risco vertical de 25.0 m de altura, dispara un

obús de 15 kg con un ángulo de 43.08 sobre la horizontal, hacia el risco. a) ¿Qué

velocidad inicial mínima debe tener el obús para librar el borde superior del risco? b)

El suelo en la parte superior del risco es plano, con una altura constante de 25.0 m

sobre el cañón. En las condiciones del inciso a), ¿a qué distancia del borde del risco cae

el obús? 3.27. Un avión vuela con una velocidad de 90.0 m/s a un ángulo de 23.0° arriba

de la horizontal. Cuando está 114 m directamente arriba de un perro parado en suelo

plano, se cae una maleta del compartimiento de equipaje. ¿A qué distancia del perro

caerá la maleta? Ignore la resistencia del aire.

Ejercicio 4.2.9. Carlos y Saúl están viendo el futbol y observan al portero sacar el balón

desde el césped a una velocidad de 28 m/s. Si la pelota sale del suelo con un ángulo de

45° y cae sobre el campo sin que antes lo toque ningún jugador, calcular:

✓ Altura máxima del balón

✓ Distancia desde el portero hasta el punto donde caerá en el campo

✓ Tiempo en que la pelota estará en el aire

Ejercicio 4.2.10. Camila y Emilio están jugando en el patio de un colegio, cuando el

balón sale al exterior por encima de las mallas del campo. Una mujer le da una patada

al balón para devolverlo al interior. Sabiendo que el muro del patio tiene 2,5 m de

altura, que el hombre está a 43 m del muro y que patea el balón a 22 m/s con un ángulo

de 50°, averiguar si consigue que la pelota vuelva a entrar al patio o, por el contrario,

pasa sobre el muro.

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4.3. EJERCICIO PROPUESTO DE Aplicación DE trigonometría EN FÍSICA (MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES)

Ejemplo 4.3.1. Ejercicio 12. Problema 1 Edición 2010. Física De Vallejo-

Zambrano Tomo 1. Ejercicio 12 Problema 1 Edición 2010. Física De Vallejo-

Zambrano Tomo 1. Un automóvil parte del reposo en una vía circular de 400m de radio

con MCUV, hasta que alcanza una rapidez de 72km/h en un tiempo de 50s. (Vallejo-

Zambrano, 2010)

Determinar

a) La velocidad angular final

b) La velocidad angular media

c) La aceleración angular

d) El desplazamiento angular

Ejercicio 4.3.2. Problema 3.28. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009). Imagine

que, en su primer día de trabajo para un fabricante de electrodomésticos, le piden que

averigüe qué hacerle al periodo de rotación de una lavadora para triplicar la

aceleración centrípeta, y usted impresiona a su jefa contestando inmediatamente. ¿Qué

le contesta?

Ejercicio 4.3.3. Problema 3.29. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) La Tierra

tiene 6380 km de radio y gira una vez sobre su eje en 24 h. a) ¿Qué aceleración radial

tiene un objeto en el ecuador? Dé su respuesta en m/s2 y como fracción de g. b) Si arad

en el ecuador fuera mayor que g, los objetos saldrían volando hacia el espacio.

(Veremos por qué en el capítulo 5.) ¿Cuál tendría que ser el periodo de rotación para

que esto sucediera?

Ejercicio 4.3.4. Problema 3.30. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) Un

modelo de rotor de helicóptero tiene cuatro aspas, cada una de 3.40 m de longitud

desde el eje central hasta la punta. El modelo se gira en un túnel de viento a 550 rpm.

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a) ¿Qué rapidez lineal tiene la punta del aspa en m/s? b) ¿Qué aceleración radial tiene

la punta del aspa, expresada como un múltiplo de la aceleración debida a la gravedad,

es decir, g= 3.31. En una prueba de un “traje g”, un voluntario se gira en un círculo

horizontal de 7.0 m de radio. ¿Con qué periodo de rotación la aceleración centrípeta

tiene magnitud de a) 3?0g? b) ¿10g?

Ejercicio 4.3.5.Problema 3.32. (Young, Hugh D. y Roger A. Freedman, 2009) El radio

de la órbita terrestre alrededor del Sol (suponiendo que fuera circular) es de y la Tierra

la recorre en 365 días. a) Calcule la magnitud de la velocidad orbital de la Tierra en

m/s. b) Calcule la aceleración radial de la Tierra hacia el Sol en m/s2. c) Repita los

incisos a) y b) para el movimiento del planeta Mercurio (radio orbital 5 5.79 3 107 km,

periodo orbital 5 88.0 días).

Ejercicio 4.3.6. La rueda de un coche de 40 cm de radio gira a 200 r.p.m. Calcula: a) El

módulo de la velocidad angular en rad/s, b) El módulo de la velocidad lineal de su

borde.

Ejercicio 4.3.7. César observa su CD-ROM, que tiene un radio de 5 cm y gira a una

velocidad de 1500 rpm, ayuda a Cesar a determinar: a) El módulo de la velocidad

angular en rad/s, b) El módulo de la velocidad lineal de su borde. Resultado: v= 20.7

m/s c) Su frecuencia.

Ejercicio 4.3.8. María compra un CD-ROM de 6 cm de radio, cuan María escucha el CD-

ROMM esta gira a una velocidad de 2500 rpm. Si tarda en pararse 16 s, calcula: a) El

módulo de la aceleración angular, b) Las vueltas que da antes detenerse.

Ejercicio 4.3.9. Un camión con unas ruedas de 60 cm de radio acelera desde 0 hasta

80 km/h en 3 s. Calcular: a) El módulo de la aceleración angular, b) Las vueltas que da

en ese tiempo, c) El módulo de la aceleración normal para t= 4 s

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Ejercicio 4.3.10. Una centrifugadora pasa de estar detenida a girar a 350 r.p.m. en 12

s. Si el radio del tambor es de 20 cm, calcular: a) El módulo de la aceleración angular,

b) Las vueltas que da en ese tiempo, c) El módulo de la velocidad angular para t=8 s

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5.- EVALUACIÓN FINAL

INSTRUCCIONES

✓ Lea detenidamente cada pregunta y conteste lo solicitado.

✓ El valor de cada pregunta es de 2 puntos cada una.

✓ No se admite el uso del corrector ni tachones.

OBJETIVO. - Evaluar los conocimientos adquiridos luego de la aplicación de la

unidad cero” Lenguaje de la Física”.

CUESTIONARIO

1. RESUELVA LAS SIGUIENTES OPERACIONES Y SUBRAYE LAS

RESPUESTA CORRECTA.

➢ (-1)20

➢ (-1)33

➢ c) (-3)5 . (2)4 . ((-4)2 + (-2))

➢ (−3)5.(+7)2

(−4)2+(−2)

a) 1; -1;-54 432;−1701

2 b)-1; -1;-54 442;−

1701

4 c) 1; -1;-54 432;

1701

2 d) 2; -1;54 432;−

1701

2

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2. RESUELVE Y COMPLETA LOS ESPACIOS CON LAS RESPUESTAS

CORRECTAS.

a) 5a + 3a – 2a – 7a +3a =

b) 4b +6a - 2b – 3a + 4a - 5b =

c) 6x3 – 5xy2 +3x3 -5x3 +2xy2 + 3xy2 +2x3 =

a) 2a; 7a-3b; 6x3 b) a) 2a; 7a+3b; 6x3 c) 2a; 7a-3b; 6x3 d) a; 6a-3b; 6x

3. ENCIERRA EN UN CIRCULO CADA CASO, EL VALOR DE X QUE ES LA

SOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN

a) 3x + 4 = 10 → x = 1 x = 2 x = 3 x = 4 b) 5x − 6 = 9 → x = 1 x = 2 x = 3 x = 4

4. RESUELVA Y SUBRAYE LA RESPUESTA CORRECTA Las ciudades A, B y C son los vértices de un triángulo rectángulo:

Calcular la distancia entre las ciudades A y C y entre las ciudades B y C si

la ciudad B se encuentra a 100km de la ciudad A y la carretera que una A

con B forma un ángulo de 35º con la carretera que une A con C.

a) 122,1Km; 60,08Km b) 102,1Km; 70,08 Km c) 122,1Km; 70,08 Km

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5. RESUELVA

Un avión de rescate en Alaska deja caer un paquete de provisiones a un

grupo de exploradores extraviados, como se muestra en la figura 4.11.Si el

avión viaja horizontalmente a 40 m/s. Y a una altura de 100 metros sobre

el suelo. Donde cae el paquete en relación con el punto en que soltó.

FUENTE: Edición cuarta SERWAY

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bibliografía

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Aires.

EDUCACIÓN, M. D. (2009).

Educación, M. d. (2018). Física 1° curso. En M. d. Educación, Física 1° curso (págs. 40-

41). Quito: Don Bosco.

EDUCACIÓN, M. D. (2019). CURRICULO DE MATEMÁTICA . En M. D. EDUCACIÓN,

CURRICULO DE MATEMÁTICA .

Julián, C. (2017). Movimiento Circular.

Miño, L. á. (2016). Relación de la física con la matemática. Nueva manera de asociar

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SÁNCHEZ, S. (2015). Operaciones Aritméticas. Quito.

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Universitaria (pág. 107). México: Pearson Educación.

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6. aneXo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO INSTITUTO DE POSGRADO

MAESTRIA EN CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN, APRENDIZAJE DE LA FÍSICA FICHA DE OBSERVACIÓN: Dirigida los estudiantes de Primero de Bachillerato de la Unidad Educativa Capitán Edmundo Chiriboga. OBJETIVO: Obtener información sobre los conocimientos de los fundamentos matemáticos básicos que dominan los estudiantes para mejorar el aprendizaje de la física en el bloque curricular Movimiento en dos dimensiones.

N.º PARÁMETROS A SER OBSERVADOS 1ro BGU A 1ro BGU B

SI % NO % SI % NO %

1 Resuelven correctamente los problemas de movimiento en dos dimensiones

2 Participan en forma grupal durante el desarrollo de los problemas de movimiento en dos dimensiones.

3 Aplican la resolución de operaciones aritméticas en el desarrollo de los problemas de movimiento en dos dimensiones.

4 Desarrollan los ejercicios de física en el bloque curricular movimientos en dos dimensiones, utilizando correctamente los conocimientos de operaciones algebraicas.

5 Aplican correctamente los conocimientos de ecuaciones de primer grado en la resolución de problemas de movimiento en dos dimensiones.

6 Aplican correctamente los conocimientos de ecuaciones de segundo grado en la resolución de problemas de Movimiento en dos dimensiones.

7 Miden el alcance de los aprendizajes requeridos en las leyes del movimiento en dos dimensiones

8 Relacionan los conocimientos de trigonometría con la resolución de problemas de física en el bloque curricular movimientos en dos dimensiones.

9 Mejoran en el desarrollo de problemas de física en el bloque curricular movimientos en dos dimensiones con el dominio de resolución de triángulos rectángulos.

10 Aplican correctamente las funciones trigonométricas en el desarrollo de problemas de física en el bloque curricular movimientos en dos dimensiones

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1

Gab

riel

a V

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z B

asti

das